Parametrização do transporte de energia cinética turbulenta na camada limite convectiva
Resumo
Neste trabalho, uma parametrização para os termos de transporte da equação de
balanço de energia cinética turbulenta (ECT), válida para uma camada limite convectiva
(CLC), é apresentada. Esta é uma tarefa complicada de ser realizada a partir de dados
experimentais, especialmente devido a dificuldade associada às medidas das flutuações
de pressão, que são necessárias para a determinação do termo de correlação de pressão.
Desta forma, empregando a simulação dos grandes turbilhões (LES, do inglês Large
Eddy Simulation), todos os termos da equação de balanço de ECT foram determinados
para a CLC. A partir desses dados, foram ajustados polinômios que descrevem os perfis
verticais dos termos de transporte para a CLC. Os polinômios obtidos fornecem uma boa
descrição dos dados da simulação LES, e em função deles é mostrado que uma formulação
simples, que se relaciona com os termos de transporte a partir da ECT, apresenta
vantagens em relação a outras paramametrizações comumente empregadas em modelos
numéricos para a CLC. Além disso, o presente estudo mostra que o termo de transporte
turbulento domina sobre o transporte devido a flutuações de pressão, e que para a maior
parte da extensão vertical CLC estes dois termos tem sinais opostos. A simulação consiste
em um ciclo diário da CLP, utilizando como forçante de superfície dados obtidos
experimentalmente, assim o experimento numérico representa um caso mais realista que
uma simulação de CLC estacionária.